Прогнозне моделювання для сценаріїв аварій на АЕС

У світі, де готовність і захист здоров'я мають першорядне значення, YourAirTest спрогнозував та оцінив потенційний вплив аварій на п'яти атомних електростанціях в Україні.

Ми використовуємо Цезій-137 як основу для моделювання, яке проводиться за допомогою Calpuff з нашим прогнозом погоди, що генерується AI YAT-Meteo. Радіоактивність вимірюється у бекерелях (Бк), що відображає кількість розпадів в одиницю часу, а також у мікрозівертах (µSv), які показують рівень радіаційної дози, отриманої організмом людини.

Цей підхід дозволяє ефективно оцінити ризики і створювати більш точні прогнози, що є ключовим елементом для своєчасного реагування та запобігання критичних наслідків аварії на атомній електростанції.

Map of Ukraine
Ukrainian NPP

Перелік українських атомних електростанцій

  • 1
    Чорнобильська АЕС
    • розташована поблизу міста Прип'ять, Київська область
    • мала 4 енергоблоки, але після катастрофи 1986 року реактор №4 був зруйнований
    • у 2000 році АЕС повністю припинила свою діяльність, проте залишилася ключовим об'єктом для контролю за радіаційним забрудненням та зони відчуження
    • у 2022 році Чорнобильська АЕС тимчасово перебувала під контролем російських військ під час повномасштабного вторгнення, але згодом була повернена під контроль України
  • 2
    Запорізька АЕС
    • розташована в місті Енергодар Запорізької області
    • на ній працювали 6 енергоблоків загальною встановленою потужністю 6000 МВт
    • у 2022 році, під час повномасштабного вторгнення, Запорізька АЕС була захоплена російськими військами і досі залишається під їхнім контролем, що створює серйозні ризики для безпеки об'єкта і навколишнього регіону через постійні військові дії в зоні АЕС
  • 3
    Рівненська АЕС
    • розташована в місті Вараш Рівненської області
    • на ній працює 4 енергоблоки загальною встановленою потужністю 2835 МВт
  • 4
    Південноукраїнська АЕС
    • розташована в місті Южноукраїнськ Миколаївської області
    • на ній працює 3 енергоблоки загальною встановленою потужністю 3000 МВт
  • 5
    Хмельницька АЕС
    • розташована в місті Нетішин Хмельницької області
    • на ній працює 2 енергоблоки загальною встановленою потужністю 2000 МВт

Наша робота полягає у створенні системи прогнозування для моделювання наслідків ракетного удару по одному з потенційних ядерних енергетичних реакторів в Україні.

Дії та рішення

Ми розробили сервіс, який прогнозує потенційні радіоактивні опади на період до 48 годин. Ця система дає уявлення про ймовірний шлях радіоактивних частинок, що переносяться вітром, та рівні їхньої концентрації. Ця інформація дозволяє нам оцінити, які райони можуть постраждати і де вплив радіації буде найсильнішим.

Map of potential contamination

Наша система здатна розраховувати потенційний рівень радіації у випадку аварії, моделювати поширення радіоактивних речовин і визначати приблизний рівень радіації в мікрозівертах (µSv) для конкретного одного кейсу, що дозволяє оцінити можливий вплив на навколишнє середовище та здоров'я населення, а також визначати рівень радіації в бекерелях за секунду (Бк/м3).

Радіоактивність вимірюється в бекерелях (Бк), де 1 Бк відповідає одному розпаду радіоактивного атома за секунду. Це показник активності джерела радіації, тобто кількість розпадів, що відбуваються за певний проміжок часу.

Мікрозіверти (µSv), натомість, використовуються для вимірювання дози радіаційного впливу на організм. Це одиниця, яка враховує не лише кількість радіоактивних розпадів, але й те, як радіація впливає на живі тканини. 1 зіверт (Св) відповідає досить високій дозі, тому мікрозіверти (1 µSv = 1/1,000,000 Св) використовуються для оцінки впливу на здоров'я при низьких рівнях радіації.

Отже, бекерелі (Бк) вимірюють активність джерела радіації, а мікрозіверти (µSv) — дозу радіаційного впливу на організм, яка залежить від виду радіації, відстані від джерела і тривалості опромінення.

Радіаційна доза та її потужність

Радіаційна доза вказує на ступінь впливу радіації на організм. Це значення зазвичай виражають у мілізівертах (мЗв, mSv) або мікрозівертах (мкЗв, µSv), що відображає кількість отриманої радіації.

Потужність дози описує, скільки радіації людина отримує за певний проміжок часу. Одиниця виміру потужності дози — зіверт на годину (Зв/год, Sv/h).

Приклади доз радіації

0,01 мЗв (10 мкЗв, 10 µSv) Опромінення під час зубного рентгену

0,1 мЗв (100 мкЗв, 100 µSv) Доза при рентгені грудної клітини

2 мЗв (2000 мкЗв, 2000 µSv) Щорічна доза від космічного випромінювання для авіаційного персоналу

3,2 мЗв (3200 мкЗв, 3200 µSv) Середньорічна доза, яку людина може отримати від природних джерел, медичних процедур тощо

20 мЗв (20000 мкЗв, 20000 µSv) Максимальна річна доза для працівників, що працюють у середовищі підвищеного радіаційного ризику

1000 мЗв (1 000 000 мкЗв, 1 000 000 µSv) Доза, здатна викликати симптоми радіаційної хвороби (наприклад, втома або нудота), якщо її отримати за короткий проміжок часу

6000 мЗв (6 000 000 мкЗв, 6 000 000 µSv) Потенційно смертельна доза, якщо вона отримана протягом доби

Приклади потужності зовнішньої дози

0,04–0,30 мкЗв/год Природний радіаційний фон у більшості регіонів

0,2–0,4 мкЗв/год Рівень радіації, при перевищенні якого автоматичні системи моніторингу вмикають попередження.

5 мкЗв/год Потужність дози під час авіаперельоту на висоті 12 км. Максимальний рівень, зафіксований у Фінляндії після аварії на Чорнобильській АЕС.

0,04–0,30 мкЗв/год Природний радіаційний фон у більшості регіонів

10 мкЗв/год Рівень, при якому рекомендується уникати непотрібних перебувань на відкритому повітрі

30 мкЗв/год Доза, яку випромінює пацієнт після ізотопної терапії; при зниженні нижче цього рівня, пацієнта можна виписати

100 мкЗв/год Необхідно вживати заходів безпеки, таких як перехід у закрите приміщення

1–33 мкЗв, µSv 0–0,01 Бк/м3 34–334 мкЗв, µSv 0,01–0,1 Бк/м3 335–835 мкЗв, µSv 0,1–0,3 Бк/м3 835–1000 мкЗв, µSv 0,3–0,5 Бк/м3 1001–3000 мкЗв, µSv 0,5–1 Бк/м3 3001–8000 мкЗв, µSv 1–2,5 Бк/м3 8001–16000 мкЗв, µSv 2,5–5 Бк/м3 16001–33000 мкЗв, µSv 5–10 Бк/м3

На зображенні представлена шкала кольорів, яка відображає рівні радіації в бекерелях (Bq) та мікрозівертах за годину (µSv/h). У цій системі кольори відповідають різним рівням радіації.

Користувачам карти рекомендовано звертати увагу на кольорову шкалу та співвідносити рівні радіації з показниками шкали. При виявленні зон із підвищеним рівнем радіації необхідно уникати довготривалого перебування в цих зонах або вдатися до засобів індивідуального захисту.

Хоча ми щиро сподіваємося, що така подія ніколи не станеться, ми віримо у важливість моделювання та розуміння потенційних ризиків заради майбутнього наших дітей. Готовність сьогодні забезпечує безпечніше завтра